CARGAS DE DISEÑO PARA PUENTES CARRETEROS Y

DISTRIBUCIÓN DE CARGAS

AASHTO-LRFD

CARGAS PERMANENTES• Las especificaciones LRFD se refieren a los

siguientes pesos como “cargas permanentes”.La estructuraEl encofrado “perdido” en la estructuraDuctos o tuberías y su contenidoBarreras de concretoSuperficie de rodadura y/o carpeta asfáltica

futuraOtros elementos considerados como cargas

permanentes por el diseñadorPresión de tierras, sobrecarga de tierras y

fricción negativa en cimentaciones profundas

• Usualmente las cargas permanentes se distribuyen por igual como cargas uniformemente repartidas en las vigas longitudinales. Las cargas muertas debidas al peso de barreras de concreto, veredas, sardineles, etc, pueden igualmente distribuirse de la misma forma.

γDC=1.25 γDW=1.50

γDC=1.25 γDC=0.90

γDW=1.50 γDW=0.65

CARGAS VIVAS VEHICULARES

• Las cargas vivas vehiculares de diseño se reemplazaron en 1993 debido a las configuraciones de camiones mas pesados que la actualidad transitan las carreteras y también debido a su representatividad estadística como carga conceptual necesaria para alcanzar un nivel de seguridad consistente.

• La carga conceptual que mas se ajusta a los “vehículos exclusivos” fue adoptada por AASHTO y denominada HL-93 (Highway load).

CARGAS VIVAS VEHICULARES DE DISEÑO

Camión de diseño Tandem de diseño Carga de carril (distribuida)• AASHTO indica que se deben combinar de la

siguiente forma:• Para momentos positivos: Camión de diseño +

carga de carril ó tandem de diseño + carga de carril, aquella que produzca los mayores efectos (M, V, etc).

• Para momentos negativos en apoyos intermedios:

Se consideran 2 camiones de diseño, uno (1) a cada lado del apoyo separados una distancia mínima de 15 mts. Para la distancia entre ejes se toma el rango menor de 4.30 mts.

En este caso los momentos y cortantes se factorizan por 0.90

VEHICULOS PERMITIDOS

• En USA la mayoría de los estados han desarrollado sus propios “vehículos de diseño permitidos” para considerar los vehículos que comúnmente tienen permiso de transitar por sus carreteras independientemente de ser sus efectos mayores a los del camión de diseño, esto es el “viejo” HS-20.

• California considera camiones de 5 a 13 ejes, otros estados por ejemplo el HS-25 (25% mas pesado que el HS-20).

CARGAS DE FATIGA

• El camión de fatiga especificado por AASHTO-LRFD es un camión de diseño pero con 9.00 mts de distancia entre ejes pesados.

• Este camión se colocará para producir los efectos máximos.

• En lugar de información mas exacta la frecuencia de la carga de fatiga para un carril se puede determinar multiplicando el “promedio diario de tránsito de camiones” por “p”, siendo p=1 para un carril admisible al tráfico, 0.85 para dos (2) carriles y 0.80 para tres (3) o mas.

• Si el promedio diario de tránsito de camiones no se conoce se puede usar el 20% del promedio diario de tráfico en carreteras rurales (interestado), 15% para otras carreteras rurales y puentes urbanos (interestados) y 10% para puentes en zonas urbanas.

DISTRIBUCION DE CARGAS PARA EL DISEÑO DE

SUPERESTRUCTURASVer directamente norma

AASHTO-LRFD

Factores de presencia múltipleToman en cuenta la probabilidad de ocurrencia de

tener todos los carriles ocupados por cargas vivas

vehiculares.

Número de carriles cargados

Factor de presencia múltiple: m

1 1.20

2 1.00

3 0.85

>3 0.65

Efectos dinámicos

Para tomar en cuenta los efectos dinámicos producidos por las cargas vivas vehiculares:

rugosidad de la superficie de rodadura diferente desgaste de suspensiones efecto dinámico “perse”

La norma considera un factor de 0.33 aplicado a los efectos del camión de diseño (solamente). Para fatiga 0.15.

Cargas peatonales

Las cargas vivas también incluyen a las cargas peatonales y de bicicletas. La norma considera 3.6 x 10 -3 MPa para veredas mayores de 0.60m

Cargas de vientoLas cargas de viento se dan en función a una velocidad de diseño de viento básica

VB igual a 100 mph, la presión base PB

corresponde a la velocidad de viento VB.

En la tabla se listan los valores de PB.

PD = PB (VDZ/ VB) 2 , Presión de diseño

VDZ = es la velocidad de diseño de viento a la elevación Z en Km/h

VDZ = 2.5 V0 (V10 / VB ) ln (Z/Z0)

V0 y Z se leen en la tabla pertinente de la norma

Elemento estructural

Barlovento

MPa

Sotavento

MPa

Armaduras, columnas y

arcos.

0.0024 0.0012

Vigas 0.0024

Superficies planas

0.0019

VB = 160 Km/h

Efectos debidos a las deformaciones sobreimpuestas

Los elementos de la estructura del puente cambian de tamaño y posición debido a asentamientos, contracción de fragua, deformaciones diferidas y temperatura que deben de tomarse en cuenta de acuerdo con su importancia.

Comentarios sobre análisis y modelación

estructural